Automatisiert zur Krone

biodentis setzt dabei auf einen Maschinenpark von Fehlmann

Qualitativ hochwertige Leistungen zu patientenfreundlichen Preisen – in der Dentaltechnik ein Spagat, denn es geht ausschließlich um Unikate. Das Unternehmen biodentis zeigt, dass sich die Kosten mittels Industrialisierung und Automatisierung schnell in den Griff bekommen lassen. Digitale Fertigung ist das Stichwort. Mit insgesamt fünf HSC-Bearbeitungszentren konzentriert man sich auf die Herstellung CAD/CAM-gefertigter dentalkeramischer Produkte auf hohem technischen Niveau.

Eine schnelle Produktion ist aus fertigungstechnischen und auch wirtschaftlichen Gründen wichtig. Meist muss innerhalb von 48 h geliefert werden – zu einem attraktiven Preis. biodentis aus Leipzig zählt zu den führenden Herstellern von CAD/CAM-Restaurationen. Dabei hatte 2007 alles beschaulich begonnen. Man hatte auf das Bearbeitungszentrum Picomax 60-HSC von Fehlmann gesetzt und trotz 1-Schichtbetrieb mit dem damaligen Stand der Technik in Sachen CAD/CAM und Werkzeuge entsprechend Entwicklungsleistung investiert. Mittlerweile sind aus der einen Maschine fünf geworden.

Per Roboter verknüpft
Konkret kamen 2008 eine Doppelmaschine mit einem Erowa-Robot und eine Einzelmaschine hinzu, 2012 wurde diese Einzelmaschine mit einer weiteren Maschinen und ebenfalls einem Erowa-Robot verknüpft. Alle Maschinen sind gleichen Typs: Die Picomax 60-HSC von Fehlmann.

Trends µ-genau

Sicherer als von Hand
In der Vergangenheit wurden das Zirkongerüst über CAD/CAM und die Verblendung separat manuell von einem Techniker hergestellt. So kam es häufig zum gefürchteten Chipping (Abplatzungen und lamellenförmige Frakturen der Kronen) aufgrund von Nichteinhaltung von Mindestwandstärken und Verbindern sowie von falschem Nachschleifen der Gerüste. Mit der Infix-Technologie tritt man diesem Risiko entgegen, denn bereits zu Beginn des Herstellungsprozesses wird die spätere Form der Krone definiert, die Gestaltung des Gerüstes kann computergestützt individuell bestimmt werden.

„Wir waren mit den Ergebnissen beim Testfräsen mit anderen Maschinen nicht zufrieden“, erklärt Marcus Kalb, Leiter der Produktion bei biodentis. „Ein weiterer Aspekt war, dass wir uns auf eine Windows-XP-basierte Steuerung bei einer Werkzeugmaschine nicht verlassen wollten und frei programmieren können. Bei Handling-Systemen anderer Anbieter bestand meist nur die Möglichkeit, eine Maschine anzubinden. Auch bei den Spannvorrichtungen wären wir limitiert. Mit der Erowa-Schnittstelle können wir die Vorrichtungen unseren Vorstellungen entsprechend anpassen.“

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Die aus den Blanks gefertigten Kronen gehen mit Schalen zur Maschine, werden abgetrennt und so dem entsprechenden Auftrag zugeordnet.

Die Automatisierung und die zunehmende Digitalisierung der Zahntechnik sind ein zentrales Thema in Leipzig. Abformungen und Gipsmodelle werden in 3D gescannt, danach werden via CAD-Daten Zahnrestaurationen erstellt. Ist der Auftrag angelegt, durchläuft er automatisch die Prozesskette. Im CAM-Programm wird die Einheit in den Blanks platziert. Aus einem solchen Blank können bis zu 25 Kronen gefertigt werden.

Einfache Zuordnung zum Auftrag
Damit die Werkstücke nach der Bearbeitung nicht aus dem Blank fallen, werden sie noch an drei Stegen gehal-ten. Die Zuordnung der fertig bearbeiteten Teile erfolgt im Anschluss über nummerierte Schalen: Ist für Krone X Schale Y vorgesehen, bringt der Roboter Schale und Krone zueinander, die Stege werden abgefräst, die Krone fällt in die entsprechende Schale und lässt sich so dem jeweiligen Auftrag zuordnen.

Organisiert und koordiniert wird das über den Jobmanager von Fehlmann. Statt der für gewöhnlich angebotenen unendlichen Möglichkeiten ist dieser Jobmanager relativ einfach strukturiert. Im Wesentlichen sind das Job eröffnen, Programme zuweisen, Alarm und die Referenzpaletten, um die Maschinen automatisch kalibrieren zu können.

Bei biodentis konnte die Zahl der gefertigen Einheiten über die Jahre stetig gesteigert werden. Möglich wird das nur über mannlose Schichten und eine klar definierte Selektierung sowie hohe Präzision. Deutlich wird das bei der Infix-Technologie (Sinterverbund): Hierfür wird zunächst ein Gerüst aus Zirkon gefräst und eine Verblendung aus Lithiumdisilikat geschliffen. Anschließend werden die beiden Teile dauerhaft per Glaslot verbunden. Das Resultat ist eine rein CAD/CAM-gefertigte Infix-Krone.

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Die digitale Zukunft bei biodentis: Die STL-Daten werden modelliert, das Rohmaterial wird berechnet und mittels CNC-Programm erzeugt.

Das heißt, man fertigt zwei Baugruppen auf zwei verschiedenen Maschinen mit zwei unterschiedlichen Verfahren und Materialien. Dementsprechend klar sind die Maschinen aufgeteilt: Während auf zwei Picomax 60-HSC das Fräsen von Zirkon und Metallen läuft, wird auf den beiden anderen wegen der Härte des Lithiumdisilikat eine nasse Schleifbearbeitung ausgeführt. Mit Drehzahlen bis 42 000 min-1 ist das kein Problem.

Gleiches gilt für die notwendige Präzision: Tests haben gezeigt, dass die Toleranzen bei messbaren Geometrien von 3/100 mm selbst in nicht klimatisierten Räumen jederzeit erreicht werden. Ein Aspekt, der laut Marcus Kalb aus unterschiedlichen Gründen von Bedeutung ist: „Wir spalten zwar kein µm, aber in unserer Prozesskette vom Scannen über das Modellieren bis hin zum Fräsen summieren sich die Toleranzen. Deshalb werden diese Abweichnungen so minimal wie möglich gehalten.“

Auch bei Keramik kaum Verschleiß
Zum Bearbeiten von Keramik bietet Fehlmann optionale Ausführungen an. Bei diesen Modellen werden die Führungen und die Kugelumlaufspindeln mit speziellen Abstreifern ausgerüstet. Der Keramikstaub wird über Düsen abgesaugt. „Keramik ist ein sehr aggressiver und abrasiver Werkstoff, bei dem man von erhöhtem Maschinenverschleiß ausgehen muss“, erklärt Kalb. „Das ist bei den Fehlmann-Maschinen allerdings nicht so. Im Gegenteil, die Picomax 60-HSC von 2007 läuft und läuft und läuft.“ Ein Argument, das auch beim künftigen Ausbau der Fertigung für die Schweizer Maschinenbauer spricht.